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运动生理学呼吸


不同强度运动肘,潮气量和呼吸频率的变化
(二) 运动过程中肺通气量的时相性变化:
运动开始后,通气量立即快速上升,随后在前一时相升高的 基础上,出现持续的缓慢的上升;运动结束时,肺通气量同样 是先出现快速下降,随后缓慢地恢复到安静时的水平。
快时相:通气量迅速升、降 的时相
慢时相:缓慢升、降的时相 中等强度运动:主要是靠呼吸 深度的增加 剧烈运动:主要是靠呼吸频率 的增多
=呼吸深度(潮气量)×呼吸频率 安静时:6-8L 剧烈运动时:80-15OL或更多(180200L) 2 最大通气量:以适宜的呼吸频率和呼吸深度进行呼 吸时所测得的每分通气量,称最大通气量。 一般只做15秒钟通气量的测定,并将所测得的值乘 以4,即为每分最大通气量。是衡量通气功能的重要指 标,可用来评价受试者的通气储备能力。
(二) 运动时呼吸的调节
1 神经调节
①条件反射的影响 ②大脑皮质运动中枢的影响 ③本体感受性反射的影响
2 体液调节
①CO2增加对呼吸的影响 ②缺氧对呼吸的影响 ③[H+]增加对呼吸的影响
3 温度调节
运动时肺通气的多因素调节
附、运动时合理呼吸
(一)减小呼吸道阻力 在剧烈运动时,为减少呼吸道阻力,人们常采用以
4、胸内负压的意义: ① 保持肺泡呈扩张状态,维持正常 呼吸; ② 促进静脉血和淋巴液的回流。
三、运动中的肺通气 (一)呼吸形式 1、呼吸肌: 主要吸气肌:膈肌和肋间外肌 主要呼气肌:肋间内肌和腹壁肌 2、呼吸形式: 胸式呼吸 (以肋肌运动为主) 腹式呼吸 (以膈肌运动为主)
运动时呼吸形式应与运动技术相适应。 (二) 憋气 1、概念 在较深或深吸气后,声门紧闭,然后做用力呼气动作。 2、憋气良好的作用 ①憋气时可反射性地引起肌肉张力的增加,
长期系统训练可使安静时呼吸深度加大,而呼吸频率减 慢;运动时,呼吸频率变化变慢,而呼吸频率与深度的匹 配更加合理,从而肺泡通气量增加,呼吸肌氧耗量下降。 3 氧通气当量下降 氧通气当量:每分钟肺通气量与每分钟吸氧量的比值
是评价呼吸效率的一项重要指标。 人体安静时,氧通气当量为20(5L/0.25L) 一般情况:氧通气当量小,氧的摄取率高,呼吸效率高。 在一定范围内运动时,氧通当量不变。
外周化学感受器+
延髓呼吸中枢+
呼吸加深加快
2.H+对呼吸的调节 [H+]↑→呼吸加强 [H+]↓→呼吸抑制 机制:类似CO2 特点:血液[H+]增加时,是以刺激外周化学感受器为 主。
3.低氧对呼吸的调节
缺氧对呼吸中枢的直接 作用是抑制,并与缺氧程度 呈正相关:
轻度缺氧时:通过外周化 学感受器的传入冲动兴奋 呼吸中枢的作用,能对抗缺 氧对中枢的直接抑制作用, 表现为呼吸增强。
2.呼吸时相与技术动作的配合 以人体关节运动的解剖学特征与技术动作的结构特点为转
②可为有关的运动环节创造最有效的收缩条件。 如人的臂力和握力在憋气时最大,呼气时次之,
吸气时较小; 3、不良影响 ① 长时憋气压迫胸腔,使胸内负压骤减,造成回心血 减少,输出量锐减,血压大幅下降,导致心肌、脑细 胞及视网膜供血不全,影响和干扰了运动的正常进行。 ②憋气结束,加深呼吸,使胸内负压增加,血液迅速 回心,冲击心肌并过度伸展,心输出量大增,血压也 骤升。这对心力储备差者十分不利。 4、正确合理的憋气方法 ①憋气前不要吸气太深; ②憋气结束时,微启声门、喉咙发出“嗨”声的呼气 ③憋气应用于决胜的关键时刻。
内表面的部分为胸膜壁层。这两个部分延续相连,形 成密闭的间隙。
2、胸内负压的形成原因: 婴儿出生后,胸廓和肺发育的速度不均衡,肺发育
较慢,胸廓发育较快,胸廓容积大于肺。由于胸膜壁 层和脏层的紧贴不分,即使在呼气之末也是如此,因 而肺始终处于被动牵拉状态,肺本身是有弹性的组 织,肺泡又有表面张力,这两种因素使肺具有了回缩 力。
换气方向: 分压高→分压低
换气结果: 肺静脉血→动脉血 组织动脉→静脉血
肺换气
肺换气过程
组织换气
组织换气过程
三 影响换气的因素 (一) 气体扩散的速率
单位时间内气体扩散的容积。
O2、CO2扩散速率(D)的比较 分子量 血浆溶解度 肺泡气 动脉血 静脉血 D O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2
(二)深吸气和功能余气量
1 深吸气量:补吸气量+潮气量。是衡量最大通气潜 力的一个重要指标 。
2.功能余气量:平静呼气之后,存留于肺中的气量。正 常成年男性约为250Oml,女性约为2000ml。
(三)肺活量和时间肺活量
1 肺活量
① 肺活量:最大深吸气后,再做最大呼气时所呼出 的气量,称为肺活量。
通气/血流比值:指每分钟肺泡通气量(VA)和每分钟肺 毛细血管血流量(Qc)之比值,简写为VA/Qc。
安静时: VA/Qc比值(4200/5000)=0.84。 小于0.84,意味着通气不足;
大于0.84,意味着通气过剩,血流不足 。
第三节 呼吸运动的调节
一 呼吸中枢及其呼吸的反射性调节
(一) 呼吸中枢:中枢神经系统中,产生和调节呼吸运动 的神经元群体.
四、肺通气功能的评定
(一)肺总容量
1.潮气量: 每一呼吸周期中,吸入或呼出的气量
2.补吸气量:平静吸气之末,再做最大吸气时,增补吸 入的气量
3.补呼气量:平静呼气之末,再做最大呼气时,增补呼 出的气量。其大小反映了呼气的贮备能力。
4 余气量:尽最大力呼气之末,仍贮留于肺内的气量。 正常男性为1500ml,女性为1000ml。老年人大于 青壮年,男性高于女性。
(二)呼吸中枢的分布 延髓 是产生呼吸节律的最基本中枢 脑桥 调节延髓中的节律,防止过度吸气.
(三) 呼吸肌的本体感受性反射 呼吸肌本体感受器传入冲动所引起的反射性呼吸变化。
二 化学因素对呼吸的调节
(一)化学感受器 化学感受器是指其能接受化学物质
刺激的感受器。 1.外周化学感受器 位于颈内外动脉分叉处的颈动脉体
和主动脉弓血管壁外的主动脉体。 适宜刺激:
对PO2↓、PCO2↑、[H+]↑高度敏感 (对PO2↓敏感,对O2含量↓不敏感), 且三者对化学感受器的刺激有相互增 强的现象。
2.中枢化学感受器
位置:延髓腹外侧的浅表部位 适宜刺激:对H+高度敏感,不感受缺O2的刺激。因
H+ 不易透过血-脑屏障,但CO2易透过血-脑屏障进入脑
综合考虑气体的分子量、溶解度以及分压差, CO2实际的扩散速度约为O2的2倍。
(二) 呼吸膜 1.正常呼吸膜
非常薄,平均厚度不到 1μm,通透性与面积极大 (约60 ~100m2) 2.安静状态时
仅有40m2参与气体交换 3.运动时
可达70m2 ,故呼吸膜有 相当大的贮备面积
(三)通气/血流比值
第二节 气体的交换
肺换气—肺泡与肺泡毛细血管之间的气体交换。 组织换气—组织细胞与组织毛细血管之间的气体交换
一 气体交换的原理 (一)气体交换动力 1.分压:在混合气体总压力中,各气体所占有的压力。
气体分压差是气体交换的动力. 2.人体不同部位氧和二氧化碳的分压
二 气体交换的过程
换气动力:分压差
脊 液: 由C于O血2+液H中2OH→+不H易2C通O3→H++HCO3- 发挥刺激作
过用血。脑屏障,故血液pH 值的变化对中枢化学感 受器直接作用不大。中 枢化学感受器也不感受 O2变化的刺激。
(二)CO2、 H+和O2对呼吸的影响
l.CO2对呼吸的调节 CO2对呼吸有很强的刺激作用,它是维持正常呼吸的最重要
一定时间内所能呼出的气量占肺活量的百分比。第l 秒末:83%肺活量;第2秒末:96%肺活量;第3秒 末:99%肺活量。 时间肺活量是一个评价肺通气功能较好的动态指标, 它不仅反映肺活量的大小,而且还能反映肺的弹性 是否降低、气道是否狭窄、呼吸阻力是否增加等情 况。
(四) 每分通气量和每分最大通气量 1 每分通气量:单位时间内吸入(或呼出)的气量
运动时随着强度的增大,机
动脉的
体为适应代谢的需求,需要消
耗更多的O2和排出更多的CO2 , 为此,通气机能将发生相应的
变化。
具体表现:潮气量 安静时的500ml 2000ml以上,呼吸频率 随运动强度而增加,由12-18次/分 40-60次/分 肺通气量增 加。运动时肺通气变化规律:较低强度运动时,以潮气量↗为主, 而以大强度运动时,以呼吸频率↗为主;且在一定范围内,肺通 气与运动强度呈正相关,超过范围后,肺通气↗大于运动强度 的↗ 。
生理性刺激。
↑1%时→呼吸开始加深;
PCO↑↑264↑%%时时→→呼肺吸 Nhomakorabea加气深量加可快增大,肺6通-7气倍量; ↑1倍以上;
↑7%以上→呼吸减弱=CO2麻醉。
PCO2↓→呼吸减慢(过度通气后可发生呼吸暂)。
机制:
PCO2↑
CO2透过血脑屏障进入脑脊液: CO2+H2O→H2CO3→H++
HCO3- 中枢化学感受器+
所以胸膜腔内的压力应是肺的回缩力与反方向作 用于胸膜腔的肺内压(或大气压)之和,即:
胸内压=肺内压(或大气压)-肺弹性回缩力 3、胸内压变化过程:
胸内压在呼吸过程中始终低于大气压,为负压。 平静呼气之末胸内压为-5 ~ -3mmHg, 平静吸气之末胸内压为-l0 ~ -5mmHg,
声门用用紧力 力闭吸 呼气 气胸胸内内负负压压可可达升高-9到0 m+1m1H0 gmmHg
另外CO2含量的下降,也使 [H+]有所降低。这两者均使肺通
气的增加较单独[H+]升高时为小;
PO2下降时,也因肺通气量增加, 呼出较多的CO2,使PCO2和[H+] 下降,而减弱了低氧的刺激作用。 当只改变一个因素时,三者引
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